化學位移 | 合法醫療器材資訊網

2011年11月11日—核磁共振光譜的原理，是透過一些奇數個質子或是中子的原子核，它們會...NMR​實驗中觀察到的共振頻率受到分子環境、迴轉磁比(Magnetogyric ...

化學位移 (Chemical Shift) 國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

在核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)光譜當中，具有不同化學環境(Chemical environment)原子核由於遮蔽效應(Shielding effect)的關係，在磁場中有不同的共振頻率，此共振頻率的差異稱為化學位移(Chemical shift)。

核磁共振光譜的原理，是透過一些奇數個質子或是中子的原子核，它們會具有核自旋(Nuclear spin)，以及相對應的自旋角動量(Nuclear spin angular momentum)。而由於原子核帶有電荷，因此其自旋時便會產生磁矩，相當於一個小磁鐵。而當我們施加一個相當強大的磁場時，各個能階便會因為和磁場方向不同使得能階之間產生能階差。有了這樣的一個能階差，我們便可以預期當施加一個固定頻率的電磁波時，可以將原子核自較低的自旋能階激發至較高的能階；並且在回到較低能階時，同樣會得到一個電磁波。這一個能階差大致上會隨著所施加的磁場大小的提升而提升。（圖一）

圖一、NMR原理圖。 E1為核自旋方向為逆磁場方向，能量隨外加磁場增加而增加； E2為核自旋方向即順磁場方向，能量隨外加磁場增加而降低。

NMR實驗中觀察到的共振頻率受到分子環境、迴轉磁比(Magnetogyric ratio)和外加磁場Bo的大小的影響而變化。由於分子環境的影響來自於每個原子有個自的電子雲環繞，代表個別小磁場的存在，容易受到相鄰原子磁場的影 響，即為相互的遮蔽。故真正作用於原子核上的磁場Blocal可表示為：

Blocal = Bo (1- )     : 遮蔽效應

由上式可知，遮蔽效應越大的，磁場效應就越小，核自旋態分離能量...